PEMANFAATAN HASIL dari TUMBUHAN

(1)

BIOTEKNOLOGI TANAMAN

Dr. Refli., MSc

Jurusan Biologi FST – UNDANA

Kupang, 2015

Materi Kuliah Bioteknologi. Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015

PENDAHULUAN

Materi Kuliah Bioteknologi. Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015

TUMBUHAN

PANGAN

SANDANG

OBAT-OBATAN

PERTANIAN & KEHUTANAN

PERTUMBUHAN

PENDUDUK

BIOTEKNOLOGI

?

(2)

Mengapa TUMBUHAN menjadi FOKUS BIOTEKNOLOGI?

Refli, Materi Kuliah Bioteknologi . Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015

ALASAN

TUMBUHAN

energi matahari

energi kimia

mampu mengkonversi

energi matahari

energi kimia

FOTOSINTESIS

PRODUSEN

300.000 Sp yang

diketahui

hanya

RATUSAN yang

dimanfaatkan ada

BIDANG PERTANIAN

PEMANFAATAN

&

HASIL

dari

TUMBUHAN

(3)

PERBAIKAN SIFAT TANAMAN

PERBAIKAN SIFAT AGRONOMI

Tehnik Lama

Persilangan

(

sexual crossing

)

Persilangan

(

sexual crossing

)

Tehnik baru

Mutasi (

mutation

)

Alami

Artifisial

radiasi

Kimia

Fisika

Mikropropagasi

Fusi protoplasma

Rekayasa genetik

!"

•

–

!

! "

–

# "

$ ! "

–

" %

(4)

!

! "

!"

•

$ &

%

' !#

•

$

•

$

"

•

# (

$

•

"("

$

•

"

$

)

$)

$

#

*

!

! "

(5)

!

! "

!"

" %

(6)

# "

$ ! "

!"

# "

$ ! "

(7)

# "

$ ! "

+

"#

"

!"

# "

$ ! "

+

"

*

(8)

# "

$ ! "

+

*

!"

(

"

(9)

, *

-.

!"

' !

' " # "

!

#"

!

#"

'

! " !

# "

(10)

$

" '

•

#

!

•

(

"

•

#

$

•

! ' /

INDUKSI

BREEDING MUTATION

•

–

!

'#

) # #( ' $( 0

( !

$

•

#(

! $$#

'# $

•

1

–

1

) '

'

#

) '

#

)

–

1

"

–

1

) !

1 $

$

2

3 245675666

( *8''

!"# $%

&

•

! "

$

' #

95!

) :3

%

$

(11)

INDUKSI

BREEDING MUTATION

•

–

$

'!

!

'

( ( !

(

$

' $

( ( '

&

'

#

–

=#'

$

(

#

'

(

( # (

–

#

!

" #$

%

0#'

$

!

0

(

#

INDUKSI

BREEDING MUTATION

•

&

!

(12)

INDUKSI

BREEDING MUTATION

•

'

(

) !

*

INDUKSI

BREEDING MUTATION

!"

•

# $

$

' $$# (

'

' %

–

' #(

$'

$

(

# # #

#(

•

#

$$

1

>

!

$$

2

(13)

INDUKSI

BREEDING MUTATION

!"

! ' /

(14)

KULTUR JARINGAN

!"

•

Definisi : tehnik

menumbuhkan

sel

atau

jaringan

menjadi

tumbuhan utuh

•

Lebih mudah

diaplikasikan

pada tumbuhan

totipotensi

tumbuhan

> totipotensi

hewan

–

Kemampuan sel membelah, tumbuh

dan

berdiferensiasi hingga menjadi tumbuhan

•

Eksplan

bag. Tumbuhan yang ditumbuhkan

sebagai bahan awal untuk dikultur

KULTUR JARINGAN

!"

Kultur kalus

(medium padat)

Jenis kultur

Kultur suspensi

(medium cair)

(15)

KULTUR JARINGAN

!"

A. Kultur Kalus

B. Kultur liquid

KULTUR JARINGAN

!"

Kultur kalus

Jenis kultur

(16)

•

( !

1 '

#' #

$ $# (

'

#

0

$

•

!

' 1 (# #

' '

"

•

? # 1 (

$

#' ' $

'

•

#

( !

(# # ( #

$ 0

#

# # #

Plant meterials for explants

Materi tanaman untuk eksplan

(17)

Sterilisasi dan inokulasi eksplan

!"

Kelebihan kultu jaringan dibanding

perbanyakan konvensional

!"

•

" !

$

!

#(

$

$$ )

(

'

!

(

( " )

' $ )

(

0 '

(#

(

0#

@

Perbandingan produksi kentang secara budidaya konvensional dan

kultur jaringan (sumber Mantel et al ., 1985)

Tahun

Konvensional

Kultul jaringan

Pertama

Kedua

Panen

100 g umbi

↓

1 tanaman dewasa

↓

1.6 kg umbi

↓

16 tanaman dewasa

↓

16 X 600 g umbi =

25,6 kg

100 g umbi

↓

1 tanaman prekondisi

↓

10 Kultur tunas

↓

Perbanyakan tunas

↓

650.000 umbi berukuran kecil

617.500 tanaman

↓

(18)

REKAYASA GENETIK PADA TANAMAN

!"

•

! (

(

# #( '

! ( 1

–

'

% #

–

'

(

–

'

–

'

! $

(

–

'

$

(

!"

(19)

!"

Tehnik Rekayasa

Genetically modified organisms (GMOs)

!"

(20)

!"

40

Gladiol

Bakteri

Erwina sp

Tanaman

gladiol dan

bakteri

Erwina

sp sumber gen

β

karoten

Gen-gen

tersebut

diambil dari

dan disisipkan

ke plasmid

Agrobacterium

Kemudian bakteri rekombinan

tersebut diifeksikan ke sel-sel

embrio biji padi sehingga terjadi

fusi materi genetik.

Sel dikultur hingga tumbuh

menjadi tumbuhan yang dewasa

yang meghasikan

b karoten

(21)

REKAYASA GENETIK PADA TANAMAN

!"

–

#

%

" ''

(

)

! ! '

)

$

"

!

$ & $

@

A

$ &

( " #

'

#

!

(22)

!"

Tumbuhan sebagai detektor ranjau darat

Bantuan Bioteknologi Tanaman

(dikembangkan oleh

Aresa

Biodetection

)

• Gen yang peka terhadap logam

dimasukkan ke dalam tanaman

• Apabila akar tanaman menyentuh

ranjau darat,

Tanaman berubah warna dari hijau

menjadi merah

(23)

Fitoremediasi

•

Sekitar 350 spesies tumbuhan di alam mampu menyerap

material-material beracun yang mencemari lingkungan.

•

Contoh

–

Bunga matahari

telah digunakan menyerap logam-logam

radioaktif cesium dan strontium pada lokasi kebocoran reaktor

nuklir di Chernobil Rusia

–

Tumbuhan air seperti selada air telah digunakan untuk

menyerap arsenik yang mencemari badan air

–

Enceng gondok

diduga mampu menyerap sejumlah logam

yang terdapat pada badan-badan air di sekitar industri

45

!"

46

!"

(24)

47

Royal

Demolition

eXplosive

Stimulates plant growth!

Gene from

bacterium

moved to

plant genome

!"

(25)

TUMBUHAN SEBAGAI BIOREKTOR BAGI

PENYEDIAAN OBAT-OBATAN

!"

–

? # #

'

(#

! '

$(

–

(

$

' ' # ( # #

#

$

(

'

–

#'

'

(# 1

•

(

)

& )

#' #

–

#' #

$

(

? A1

•

'#

> '#

!

(#(

(

#

!

–

! !

#(

' (

$ '

#

!

#(

$

' '

(

#' #

@ .

(

)

•

! ' $#

$ (

'

!

$

&

•

#(

!

'

(

!

! (

!"

–

( '

$

( !

'

(

'

(

$

'

–

'

$

$# (

$

(

1

•

* (#

!

'!

!

•

'

(

•

( #

(

•

?

!

•

?# # # !

–

!

$

# $

$

#'

)

%

!

'!

(

(26)

!"

–

-.

PENYEDIAAN OBAT-OBATAN

!"

–

( '

$

( !

'

(

'

(

$

'

–

'

$

$# (

$

(

1

•

* (#

!

'!

!

•

'

(

•

( #

(

•

?

!

•

?# # # !

–

!

$

# $

$

#'

)

%

!

'!

(

(27)